건축물 비구조요소 내진설계 대상 및 검토 확인 시기, 절차 등 해설
지진 발생 시 비구조재인 비구조요소(파라펫, 외부마감, 소화배관 등)으로 인한 인명피해를 예방하기 위해 구조기준(2018.11.9.), 설계기준(2019.3.14.)이 개,제정됨에 따라 공사 착공 후 비구조요소 시공 전에 시공상세도를 작성하고 안전성을 검토 받아야 합니다.
이 때, 건축물의 내진등급에 따라 의무적으로 내진설계 및 시공을 해야하는 비구조요소의 종류와 검토방법, 내진설계 및 검토의 주체, 시기 등 전반적인 업무 절차에 대해 아래와 같이 공유합니다.
이 비구조요소에 대한 내진설계 안전성 확인 등 내용에 대해 건축물 사용승인 신청 시 첨부되어야 하기에 감리자 또는 시공자, 발주자께 일독해 보시기를 추천드립니다.
건축물 비구조요소 내진설계 반영 계기
지진 발생 시 전도 및 탈락 등으로 인명안전에 위협을 줄 수 있는 비구조재인 비구조요소 및 건물외구조물의 내진설계 의무를 법령에서 명확히 규정하지 않았기에 국내 포항지진 발생(2017.11.15 발생, 규모 5.4) 시 비구조요소의 대표 피해사례가 발생하였습니다.
- 포항 지진 발생(2017.11월) 시 비구조요소(벽돌 마감재, 조적 칸막이벽, 금속패널 천장시스템, 옥탑층 물탱크) 파손 등 으로 인한 인적, 물적 피해 발생
- 비구조요소 내진성능 확보 필요성 확인
- 「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙」개정(2018.11.9.), 「건축물 내진설계 기준(KDS 41 17 00)」제정(2019.3.14.)을 통한 건축물 비구조요소의 내진설계 의무화
비구조요소의 정의와 종류
- 비구조부재 : 차양, 장식탑, 비내력벽, 기타 이와 유사한 것으로 구조해석에서 제외되는 건축물의 구성부재
- 비구조요소 : ①건축비구조요소와 ②기계,전기 비구조요소를 총칭
- 건축비구조요소 : 건축구조물을 구성하는 부재중에서 구조내력을 부담하지 않는 구성요소. 배기구, 부가물·장식물, 부착물, 비구조벽체, 악세스플로어(이중바닥), 유리·외주벽, 천장, 칸막이, 캐비닛, 파라펫, 표면마감재, 표지판·광고판 등을 포함한다
- 기계·전기비구조요소 : 건축구조물에 부착된 기계 및 전기 시스템 비구조요소와 이를 지지하는 부착물 및 장비
- (설계기준) 건축물의 내진설계 기준 KDS 41 17 00 1.2 용어의 정의
- (국토교통부령) 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 제2조의 정의
(1) 건축비구조요소 대상
- 근거 : KDS 41 17 00 ｢건축물 내진설계기준｣ 표18.3-1
| 건축비구조요소의 구분 | 대상 |
|---|---|
| 내부 비구조벽체 및 칸막이벽 | 비보강조적벽, 그밖의 벽과 칸막이 |
| 캔틸레버 부재 (횡지지되어 있지 않거나 질량중심 아래에서 구조체에 횡지지된 경우) | 파라펫 및 내부 캔틸레버 비구조벽체, 굴뚝 및 골조구조에 지지된 수직 배기구, 기타 캔틸레버형 수직구조물 |
| 캔틸레버 부재 (질량중심 위에서 구조체에 횡지지된 경우) | 파라펫, 굴뚝, 외측 비구조벽체 |
| 외측 비구조벽체 부재 및 접합부 | 벽체 부재, 벽체패널 접합부의 몸체, 연결시스템의 조임구 |
| 표면 마감재 | 변형이 제한된 부재 및 부착물, 변형성능이 낮은 부재 및 부착물 |
| 옥탑 | 건물골조가 연장된 골조의 경우 제외 |
| 천장 | 전체 |
| 캐비넷 | 바닥판에 영구적으로 지지된 높이가 1,800㎜ 이상인 캐비닛 및 책장 |
| 실험실 장비 | 전체 |
| 이중바닥 | 특수 이중바닥, 그 밖의 모든 것 |
| 부속 장치 및 장식물 | 전체 |
| 간판 | 전체체 |
| 기타 강체요소 | 대변형이 가능한 부재 및 부착물, 변형이 제한된 부재 및 부착물, 변형성능이 낮은 재료 및 부착물 |
| 그 밖의 유연한 비구조요소 | 대변형이 가능한 부재 및 부착물, 변형이 제한된 부재 및 부착물, 변형성능이 낮은 재료 및 부착물 |
| 건물의 지진력 저항 시스템에 포함되지 않은 출구 계단 | 전체 |
| 출구 계단 및 램프 체결 장치 및 부착 장치 | 전체 |
(2) 기계전기 비구조요소 대상
- 근거 : KDS 41 17 00 ｢건축물 내진설계기준｣ 표18.4-1
| 기계 및 전기 비구조요소 |
| – 건기측 HVACR, 팬, 공조기, 냉난방장치, 캐비닛히터, 공기분배기 및 금속판금으로 이루어진 기타 기계요소 – 습기측 HVACR, 보일러, 용광로, 공기탱크, 칠러, 온열기, 열교환기, 증발기, 공기분리기, 제조장비, 고변형성 재료로 구성된 기계요소 – 에어쿨러 (핀 팬), 공냉식 열교환기, 응축기, 건식쿨러, 원격 라디에이터 및 일체형 구조강 또는 판금지지부를 가진 기계요소 – 스커트지지로 지지되지 않고 19장에 포함되지 않은 엔진, 터빈, 펌프, 압축기 및 압력 용기 – 19장(건물외구조물)에 포함되지 않으면서 스커트지지로 지지되는 압력용기 – 엘리베이터 및 에스컬레이터 구성품 – 발전기, 배터리, 인버터, 모터, 변압기 및 고변형재료로 구성된 전기요소 – 모터 컨트롤 센터, 패널 보드, 스위치 기어, 계기 캐비닛 및 그 빆의 금속판금으로 이루어진 유사한 비구조요소 – 통신 장비, 컴퓨터, 계측기 및 제어 장치 – 질량중심 아래에서 횡지지된 냉각 및 전기타워, 지붕에 설치된 굴뚝 – 질량중심 위에서 횡지지된 냉각 및 전기타워, 지붕에 설치된 굴뚝 – 조명기구 – 기타 기계 또는 전기 비구조요소 |
| 진동 격리된 부품 및 시스템 |
| – 탄성중합체 완충장치 또는 탄성주변정지장치를 가진 네오프렌 요소 및 네오프렌 격리층으로 격리된 요소 및 시스템 – 탄성중합체 완충장치 또는 탄성주변정지장치를 가진 스프링 격리 장치 및 진동격리 바닥으로 격리된 요소 및 시스템 – 내부적으로 격리된 요소 및 시스템 – 매달림 형태의 진동방지장치를 가진 덕트 및 요소 |
| 배관시스템 |
| – 파이프, 덕트, 전기전선 및 케이블트레이, 버스덕트, 급배수 배관, 공압튜브 수송시스템 등 |
건축물 비구조요소 내진설계 여부 확인 방법
「건축법」, 「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 등」에 따라 건축물을 건축하거나 대수선하는 경우 그 구조의 안전(지진에 대한 구조 안전 포함)을 확인하여야 합니다.
- 구조안전 확인 대상 건축물 : 건축법 시행령 제32조(구조안전의 확인)
구조안전을 확인한 건축물은 설계자로부터 구조 안전 확인 서류를 받아 허가권자에게 착공신고 시 제출해야 합니다. 이때, 아래와 같은 구조안전 및 내진설계 확인서를 제출하게 되는데 여기에 공사단계에서 확인이 필요한 비구조요소를 기재하도록 되어있습니다.
위 양식에 따라 구조체(골조)에 대해 설계단계에서 작성, 제출된 “구조안전 및 내진설계 확인서”에 내진설계에 대한 내용이 기재되어있고, 비구조요소에 대해 관련 내용이 기재되어 있으면 비구조요소에 대해 내진설계 검토, 확인이 필요한 것으로 판단할 수 있습니다.
내진등급에 따른 건축물 비구조요소 내진설계 의무 대상 구분
건축물의 중요도에 따라 내진등급이 결정되고 이 내진등급에 따라 비구조요소의 내진설계 범위가 결정됩니다.
예를 들어 건축물 중요도가 “특”인 건축물은 내진 특등급으로 설계하고 모든 비구조요소에 대해 내진설계가 되어야 하고, 중요도 1,2,3인 건축물은 내진 Ⅰ, Ⅱ 등급으로 설계하고 일부 비구조요소에 대해서 내진설계가 되어야 합니다.
정리하면, 건축물의 중요도, 내진등급에 따라 비구조요소 내진설계 의무 대상이 광범위한지 일부에 국한하는지 결정됩니다. (의무대상 중에서 현장 공사내용에 해당하는 것)
건축물 내진등급에 따른 비구조요소 내진설계 적용범위(종류)
아래 관련기준에 따라 내진등급에 따른 비구조요소의 내진설계 범위가 결정됩니다. 아래 내용 확인하시어 감리자, 시공자 또는 발주처에서는 건축물 시공 시 확인해야 하는 비구조요소가 구조안전확인서에 제대로 작성이 되었는지 판단해야합니다.
<건축물 내진설계기준>
18. 비구조요소
18.1.1 적용범위
- 중요도계수
가 1.5인 비구조요소 - 파라펫, 건물외부의 치장벽돌 및 외부 치장마감석재
18.1.2 중요도계수
(1) 비구조요소의 중요도계수 는 1.0으로 한다. 단, 다음에 해당할 경우를 1.5로 한다.
- 소화배관과 스프링클러 시스템, 소화수조 등 인명안전을 위해 지진 후에도 반드시 기능하여야 하는 비구조요소. 또한 피난경로상의 계단, 캐노피, 비상유도등, 칸막이벽 등 손상시 피난경로확보에 지장을 주는 비구조요소와 대형 창고형 매장 등에 설치되어 일반대중에게 개방된 적재장치
- 규정된 저장용량 이상의 독성, 맹독성, 폭발위험 물질을 저장하거나 지지하는 비구조요소
- 내진특등급에 해당하는 구조물에서 시설물의 지속적인 기능수행을 위해 필요하거나 손상시 시설물의 지속적인 가동에 지장을 줄 수 있는 비구조요소
비구조요소의 내진설계 체크리스트
건축물의 중요도, 내진등급에 따른 비구조요소의 의무대상 확인 체크리스트를 확인하시면 편하시겠지만, 어떤 근거에 의해서 이러한 체크리스트가 만들어졌는지도 확인해보시기 바랍니다.
비구조요소의 내진설계 의미, 시기, 주체
건축물 비구조요소의 내진설계가 무엇을 의미하는지와 건설공사 단계에서 어떤 시점에 해야 하는지와 누가 주체가 되어야 하는지 그리고 내진설계 확인 및 검토를 할 수 있는 사람이 누구인지 등에 아래 내용 확인하시기 바랍니다.
비구조요소의 내진설계 의미(비구조요소 내진설계란 무엇인가?)
- 비구조요소 내진설계 : 시공자가 작성한 시공상세도에 대하여 내진성능을 적합하게 발휘할 수 있는지를 책임구조기술자가 검토하고 안전성을 확인하는 것
비구조요소 내진설계 확인 시기, 시점
KDS 41 17 00 「건축물 내진설계 기준」18.1.3. (1)항에 따르면 비구조요소의 내진설계는 구조체의 내진설계와 분리하여 수행될 있다고 명시되어 있고, 「건축물구조기준규칙」별지 서식에서도 비구조요소에 대해서 공사단계에 확인이 필요한 것으로 작성되어 있습니다.
따라서, 건축물 비구조요소에 대한 내진설계 확인은 일반적으로 공사단계에서 시공자가 비구조요소 공종의 실제 착공 전에 비구조요소의 안전성을 검토받아 감리자에게 확인서류를 제출해야 합니다.
- 간혹, 특별한 사정에 의해 설계단계에서 비구조요소에 대한 내진설계를 미리 실시하여 설계도서에 이미 포함되어 있는 경우는 제외입니다.
비구조요소 시공상세도 작성, 구조안전 확인 등의 주체 등 업무 절차
- 시공자 : 비구조요소에 대한 시공 상세도를 작성 → 책임구조기술자에게 검토 의뢰
- 책임구조기술자 : 검토 의뢰받은 비구조요소에 대해 구조 적합성과 구조안전의 확인
- 시공자 : 책임구조기술자로부터 비구조요소에 대한 구조 적합성과 구조안전의 확인 서류를 받아 감리자에게 승인 요청
- 감리자(또는 건설사업관리기술인) : 비구조요소에 대한 구조안전 확인 서류 확인 및 승인
- 시공자 : 감리자에게 제출하여 승인 받은 뒤 시공
즉, 의뢰 주체는 상세시공도면을 작성하는 시공자이고, 검토 주체는 건축구조기술사입니다. 시공자는 건축구조기술사로부터 비구조요소 내진안전성 확인서류를 받아 감리자에게 제출하여 승인받은 후 시공하여야 합니다.
- 건축법 제24조 4항 : 공사시공자는 공사를 하는 데에 필요하다고 인정하거나 제25조제5항에 따라 공사감리자로부터 상세시공도면을 작성하도록 요청을 받으면 상세시공도면을 작성하여 공사감리자의 확인을 받아야 하며, 이에 따라 공사를 하여야 한다.
- 건축구조기준 총칙 6.2(1)항 : 시공자가 작성한 시공상세도서 중 이 기준의 규정과 구조설계도서의 의도에 적합한지에 대하여 책임구조기술자로부터 구조 적합성과 구조안전의 확인을 받아야 할 도서는 다음과 같다.
- 건축 비구조요소의 설치상세도(구조 적합성과 구조안전의 확인 필요한 경우만 해당)
- 건축설비(기계, 전기 비구조요소)의 설치상세도
- 책임구조기술자 :건축구조분야에 대한 전문적인 지식, 풍부한 경험과 식견을 가진 전문가로서 이기준에 따라 건축구조물의 구조에 대한 구조설계 및 구조검토, 구조검사 및 실험, 시공, 구조감리, 안전진단 등 관련업무를 책임지고 수행하는 기술자(즉, 건축구조기술사를 말합니다.)
비구조요소 내진설계 확인 성과품 제출 시 주요 확인 사항
시공자가 건축구조기술사로부터 받아야 하는 비구조요소(또는 건물외구조물)의 성과품(확인서류)은 ｢구조검토계산서｣와 ｢안전확인서｣입니다.
- ｢구조검토계산서｣ : 비구조요소의 구조적합성을 구조역학의 원리로 계산을 통해 증명하는 서류
- ｢안전확인서｣ : 비구조요소의 안전을 확인하는 서류로서, 구조검토계산서의 주요 내용이 요약된 서류
구조검토서와 안전확인서에는 해당 현장의 공사명과 현장주소가 기재(실제 외부환경, 건물특성, 요소규격 등 실제 현장조건이 반영된 것임을 서류가 증명해야함)되어야 하며, 건축구조기술사의 국가기술자격증과 기술사사무소 개설등록증이 함께 첨부되어야 합니다.
비구조요소에 대한 내진설계 확인서류 활용
- 시공 전 : 해당 비구조요소 및 건물외구조물 시공 전에 시공자가 감리자에게 ｢시공계획승인요청서｣를 제출할 때, 시공상세도와 함께 그 안전을 확인하는 서류로서 사용합니다. 성과품을 첨부하여 감리자에게 안전성을 증명하며, 시공계획승인을 득한 이후에 시공하여야 합니다.
- 시공 후 : 건축인허가청(세움터)에 사용승인신청서류에 첨부하여 제출합니다.
<참고자료>
- 국국토교통부령「건축물의 구조기준 등에 관한 규칙」
- KDS 41 17 00 ｢건축물 내진설계기준｣
- KDS 41 10 05 ｢건축구조기준 총칙｣
- KCS 41 10 00 ｢건축공사 일반사항｣
- 건축법 및 동법 시행령, 시행규칙
- 시공자 및 감리자를 위한 비구조요소 내진설계안내서 2024년판 ⓒ 코어건축구조기술사무소
위 내용 확인하시어 건축물 비구조요소의 정의와 종류 그리고 비구조요소의 내진설계 의무대상과 확인 시기, 주체, 업무 절차, 확인서류(성과품) 등 업무절차에 대해 확인하시는데 도움이 되길 바랍니다.
비구조요소에 대한 내진설계 안전성 확인은 공사 중 그리고 사용승인 신청 시 필요한 절차와 서류가 꼭 필요하기 때문에 천천히 일독해보시기를 추천합니다.
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